Engineering Transactions, 17, 3, pp. 347-367, 1969

Optymalne kształtowanie kratownic przy uwzględnieniu warunków stateczności

R. Wojdanowska-Zając
Politechnika Krakowska
Poland

M. Życzkowski
Politechnika Krakowska
Poland

In the paper the optimal configuration has been determined of four truss systems, presented in Fig. 1, 5, 8 and 11. As a criterion of design the minimal volume (weight) was assumed, and as auxiliary conditions either the conditions of strength and stability of the individual bars compressed in the elastic range, or the condition of elastic-plastic stability for compressed bars and the condition of strength for stretched bars. In the elastic range the method of transformation
linearizing auxiliary conditions was utilized, given by W. Krzyś and M. Życzkowski in paper (22), In the inelastic range the critical force was determined by the universal formulae of A. Ylinen, which enable the uniform notation in the entire interval of slenderness ratio considered. The results have been presented either in explicit form or implicit or parametrical form, and moreover have been graphically illustrated, making the optimal angles of inclination of the bars dependent on the parameter of slenderness ratio of the truss.

Full Text: PDF
Copyright © Polish Academy of Sciences & Institute of Fundamental Technological Research (IPPT PAN).

References

M. Ахмадалъев, Алгоритм расчета статически неоприделимых ферм наименьшего объ-ема на ЭЦВМ методом последовательных приближений, Изв. АН УЗССР, Серия Техн. Наук, 1966/3, 39-42.

A. BIERNAWSKI, B. GROCHOWSKI, O kształtowaniu kratownic na minimum potencjału, Rozpr. Inzyn., 2, 8 (1960), 137-165.

3. А. И. Богатырев, Расчет ферм наименьшего веса методами мтпемати ческого програ-мироваиия, Сб, трудов Ленингр. Инст. Инж. Жел.-Дор, Транспорта, выл. 284, 1968, 132-146.

A. BRANDT, J. KOSMOWSKI, Z. WASIUTYNSKI, O kształtowaniu kratownic na minimum potencjału przez przesuwanie nieobciążonych węzłów łączących trzy pręty, Rozpr. Inżyn., 2, 5 (1957), 157 -205.

G. BÜRGERMEISTER, H. STEUP, H. KRETZSCHMAR, Stabilitätstheorie, t. II, Akademie-Verlag, Berlin 1963.

6. К. M. Хуберяан, Усилия в статически иеопредилимой форме, отвечающие ей наимень-шему весу, при расчете на многие загружения, Изв. АН СССР, ОТН, Мех. и машиностр., 1960/3, 24-29.

А. Г. Дойльницын, Приближенные формулы для определения веса, оптимальных высот и прогибов ферм из алюмииъевых сплавов, Сб. Тр. Ленингр. Инст. Инж. Жел.-Дор. Транс-порта въш. 208, 1963, 117-138.

I. А. Федоров, К вопросу о ферме наименьшего веса, Строит, мех. и Раса. Сооружений, 1967/6, 11-14.

A. GAJEWSKI, M. ZYCZKOWSKI, Obliczanie sprężystej i sprężysto-plastycznej stateczności płyt kołowych o zmiennej sztywności metodą odwrotną, Rozpr. Inżyn., 3, 13 (1965), 587-622.

J. GRYCZ, O przekształceniach ustroju czterowęzłowego przez wymianie prętów, Rozpr. Inzyn., 1, 8 (1960), 31-43.

J. B. KELLER, The shape of the strongest column, Arch. Mat. Mech. and Anal., 4, 5 (1960), 275-285.

T. С. Ким, Расчет статически неопределенных ферм наименьшего веса,. Строит, мех. и Расч. Сооружений, 1968/2, 20-22.

L. KIRSTE, Druckstäbe geringsten Gewichts, Österr. Ing.-Archiv, 1-2, 12 (1958), 36-41.

L. KIRSTE, Beitrag zum Problem das «Tragwerks-Mindestgewichts», Z. Flugwiss., 8 (1960), 12, 352-359.

L. KIRSTE, Ein weiterer Beitrag zum Problem des «Tragwerks-Mindestgewichts», Z. Flugwiss, 9 (1961), 11, 343-347.

Л. И. Коршин, Расчет ферм минимального объема с обеспечапием допустимой жест-кости,- Сборник 3 Всесоюзн. Съезда по Теор. и Приют. Мех. Анн. Дохл., Москва 1968, 172.

А. И. Коршунов, Оптимальная высота статически определимых ферм, Тр. Казанского Авьяц. Инст., выл. 91, 1966, 82-90.

А. И. Коршунов, Н. А. Кокорин, Статически неопредилимые фермы минимального веса

при подвижной нагрузке, Сборник «Материалы Научно-Техн. Конф. 1966», Казань 1966, 56-62.

J. KOSMOWSKI, Wyznaczanie układu prętów w czterowęzłowym polu kratownicy z warunku minimum potencjału, Rozpr. Inzyn., 1, 8 (1960), 3-30.

W. KRZYŚ, Optymalne kształtowanie z uwagi na stateczność ściskanych słupów cienkościennych o profilu zamkniętym, Zesz. Nauk. Pol. Krak., Mechanika, 4, 1967.

W. KRZYŚ, M. ŻYCZKOWSKI, Klasyfikacja problemów kształtowania wytrzymałościowego, Czas, Techn., 2, 68 (1963), 1-3.

W. KRZYŚ, M. ŻYCZKOWSKI, Pewna metoda tzw. parametrycznego kształtowania wytrzymałościowego, Rozpr. Inzyn., 4, 11 (1963), 643-666.

23. А. Г. Любимов, О расчете ферм наименьшего веса, Труды Харковского Инст. Жел.-Дор. Трансп., 91, 68-80.

Д. А. Мацюлавичиус, Алгоритмы линейного програмироваиия для синтеза стержневых статически определимых конструкций минимального веса, Сборник «Строит. Мех. и Кон-стр.», Вильниус 1964, 33-49.

Д. А. Мацюлавилиус, К задаче синтеза упругой ишрнирностержневой конструкции ми-нимального веса в случае многих загруженйй при более общей системе ограничений, Лит. Мех, Сборник, 1967/1, 126-131.

R. MISES, Über die Stabilitätsprobleme der Elastizitätstheorie, Z. ang. Math. Mech., 3 (1923), 406.

G. G. POPE, The design of optimum structures of specified basic configuration, Int. J. Mech. Sci., 4, 10 (1968), 251-263.

И. M. Рабинович, К теории статически неопредилимых ферм, Трансжелдориздат, Москва 1933.

Ю. А. Радциг, Об определении наименьшего объема статически неопределимых ферм, Труды Казанск. Авиац. Инст., вып. 17, Казань 1946.

Ю. А. Радциг, Расчет статически неопределимых ферм при временном загруженйй, Труды Казанск. Авиац. Инст., вып. 32. Казань 1956, 3-43.

Ю. А. Радциг, Статически неопределимые фермы наименьшего объема, Труды Казанск. Авиац. Инст,, вып. 51, Казань 1960.

Ю. А. Радциг, Рациональное определение прочных размеров статически неопредилимых ферм наименьшего объема с помощью ЭВМ, Сборник «ЭЦВМ в строит, механ.» Л.М. 1966, Стройиздат, 197-205.

Ю, А. Радциг, А, Ш, Арсланов, Расчет статически неопределимых ферм наименьшего веса с учетом устойчивости стержней, Сб, Всесой. Конф. по Пробл. Устойчив, Вильнюс 1967, 120.

А. Н. Раевский, Расчет металических ферм с обеспечением равноустойчивости всех сжатых элементов, Сб. Всесой. Конф. по Проблемам Устойчив., Вильниус 1967, 120-121.

M. И. Рейтман, Г. С. Шапиро, Теория оптимального проектирования в строительной механике, теории упругости и пластичности, Итоги Науки, Механика, Упругость и Пластичность 1964, Москва 1966, 81-124.

L. A. SCHMIT, Jr., W. M. MORROW, Structural synthesis with buckling contrains, Proc. ASCE, 89 (1963), ST2, 107-126. 37. H. SCHOOP, D. HILLIGES, Die Stabilität eines räumlichen Gelenkfachwerkes, Ing.-Archiv, 4, 36 (1967), 213-225.

C. Y. SHEU, W. PRAGER, Recent developments in optimal structural design, Appl. Mech. Reviews, 10, 21 (1968), 985-992.

H. А. Серов, Методы расчета статически неопределимых ферм с обеспечением мини-мального веса, Научн. Тр. Ленннгр, Инж.-Стронт. Института, вып. 23, 1956, 67-83.

Н. А. Серов, Расчет статически неопределимых ферм с обеспечением минимального веса, Научн. Докд. Выс. Школы, Строительство, 1, 1958, 79-87.

Н. А. Серов, Расчет статически неопределимых ферм с обеспечением минимального веса на несколько равномерно действующих комбинаций нагрузки или на подвижную наг-рузку, Сб. Научн. Тр. Ленингр. Инж,-Строит. Инст., вып. 30, 1959, 26-40.

Ф. И. Слюсарчук, Исследование объема статически неопределимых ферм, несущих одно-кратную нагрузку, Труды Новосыб. Инст. Жел.-Дор. Транш., вып. 11, 1955, 233-275.

Ф. И. Слюсарчук, К вопросу о существовании равнопрочных решений в статически неопре-делимых ферм, Труды Новосыб. Инст. Жел.-Дор. Трансп,, вып 11, 1955, 276-305.

A. R. TOAKLEY, The optimum design of triangulated frameworks, Inst. J. Mech. Sci., 2, 10 (1968), 115-127.

E. M. Васильева, К определению оптимальной величины усилия в затяжке предвари-тельно напряженной фермы, Строит Мех. и Расчет Сооружений, 2, 1967, 46-47.

Z. WASIUTYNSKI, O przekształcaniu kratownic przez wprowadzanie nowych węzłów, Ks. Jubil. prof. M. T. Hubera, Gdansk 1950, 415-433.

Z. WASIUTYÁSKI, A. BRANDT, The present state of knowledge in the field of optimum design of structures, Appl. Mech. Rev., 5, 16 (1963), 341-349.

А. И. Виноградов, О наивыгоднейшем исключении лишних связей в фермах с заданными напряжениями, Строит. Мех. и Расчет Сооруж., 5, 1959, 7-13.

А. И. Виноградов, К вопросу о расчете стержневых систем наименьшего веса, Сб. «Иссле-дования по теории Сооружений», вып. 8, Москва 1959, 499-521.

Н. С. Волкова, Ю, А. Радциг, H. X. Хазаншии, О расчете статически неопредилимых ферм наименьшего веса, Строит. Мех. и Расчет Сооружений, 4, 1961, 10-14.

A. YLINEN, Eräs aksiaalisen jännitystilan muodonmuutosfunktio, Tekn. Aikakauslehti, 1 (1948), 9-14. 52. A. YLINEN, A method of determining the buckling stress and the required cross-sectional area in elastic and inelastic range, Mem. Ass. Ponts et Charp., for centrally loaded straight columns in elastic 16 (1956), 529-550.